DE2139249A1 - HIGHLY ELASTIC SHAFT COUPLING - Google Patents
HIGHLY ELASTIC SHAFT COUPLINGInfo
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Description
1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den HERBERTSTRASSE 22 2. AUgUSt 1971 1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), HERBERTSTRASSE 22, AUGUST 2, 1971
Lohmann & Stolterfoht AG, 581 Witten/Ruhr, Krumme Strasse 29 "Hochelastische Wellenkupplung"Lohmann & Stolterfoht AG, 581 Witten / Ruhr, Krumme Strasse 29 "Highly flexible shaft coupling"
Die Erfindung betrifft eine hochelastische Wellenkupplung, be-· stehend aus einem Primärteil und einem Sekundärteil, wobei das Sekundärteil einen starren Innenring (Primärring), einen den Innenring konzentrisch umgebenden starren Außenring (Sekundärring; und eine, diese beiden Ringe verbindende elastische, Zwischenschicht aufweist.The invention relates to a highly flexible shaft coupling, which consisting of a primary part and a secondary part, whereby the Secondary part a rigid inner ring (primary ring), a rigid outer ring concentrically surrounding the inner ring (secondary ring; and an elastic intermediate layer connecting these two rings.
Bei dieselmotorischen Anlagen sind hochelastische Kupplungen von Vorteil, um die niedrigen Schwingungsgrade nach unten zu verlagern mit dem Ziel, die Gesamtanlage überkritisch zu fahren. Dies hat sich bisher bei allen Anlagen bewährt, da die erreichbare Werkstoffdämpf ung des Gummis hierfür ausreichend war, weil die hochelastische Kupplung nur zu einem geringen Teil für die Systemdämpfung herangezogen wurde.In diesel engine systems, highly flexible couplings are advantageous in order to shift the low vibration levels downwards with the aim of running the entire system supercritically. This has so far proven itself in all systems, since the achievable Material damping of the rubber was sufficient for this because the highly flexible coupling was only used to a small extent for the system damping.
Die Tendenz im Dieselmotorenbau zur Verringerung des Leistungsgewichtes bringt zwangsläufig höhere Erregungskräfte bei ungünstigeren Massenverhältnissen. Dadurch werden die Wechselbeanspruchungen durch die höheren Schwingungsgrade in der Kurbelwelle so groß, daß auch Motorenschwingungsdämpfer allein nicht mehr aus-The tendency in diesel engine construction to reduce the power-to-weight ratio inevitably results in higher excitation forces with less favorable ones Mass ratios. This reduces the alternating stresses caused by the higher degrees of vibration in the crankshaft so big that engine vibration dampers alone are no longer sufficient.
30980 8/002330980 8/0023
Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank AQ, Depka36 Berlln-Haleneee, Kurfürstendamm 130, Konto-Nr. 95 716Bank account: W. Meissner, Berliner Bank AQ, Depka36 Berlln-Haleneee, Kurfürstendamm 130, account no. 95 716
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reichend sind und die hochelastische Kupplung einen Großteil der Systemdämpfung mit übernehmen muß. Hierdurch wird es notwendig, die Kupplungen allen Einsatzbedingungen anzupassen und mit einer während des Betriebes regelbaren zusätzlichen Dämpfungseinrichtung zu versehen.are sufficient and the highly flexible coupling a large part the system damping must take over. This makes it necessary adapt the couplings to all operating conditions and to be provided with an additional damping device that can be regulated during operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Spulenkörper fest mit dem Innenring verbunden ist, daß mit dem Außenring ein den Spulenkörper konzentrisch unter Bildung eines Luftspaltes umgebender Ankerring verbunden ist, und daß eine Stromzuführung für den Spulenkörper derart vorgesehen ist, daß der Erregerstrom regelbar ist.This object is achieved in that a bobbin is firmly connected to the inner ring that with the Outer ring is connected to the coil body concentrically surrounding the formation of an air gap armature ring, and that one Power supply for the coil body is provided in such a way that the excitation current can be regulated.
Hierdurch wird erreicht, daß die überlagerten Wechselmomente gedämpft werden, ohne daß die zusätzliche Dämpfungseinrichtung selbst an der Kraftübertragung beteiligt ist. Es werden also hierbei nur die bei einem bestimmten lastabhängigen Verdrehwinkel überlagerten Wechselmomente gedämpft, ohne daß dadurch die Federsteife des elastischen Teils verändert oder beeinflußt wird. This ensures that the superimposed alternating torques are damped without the additional damping device itself being involved in the power transmission. So it will be here only the alternating torques superimposed at a certain load-dependent angle of rotation are damped, without the spring stiffness of the elastic part being changed or influenced as a result.
Als weiterer Vorteil ergibt sich aus der erfindungsgemässen Anordnung, daß durch Änderung des zugeführten Erregerstromes während des Betriebes die Dämpfungskräfte variiert werden können, so daß beispielsweise bei möglichen ungleichmäßigen Zünddrücken in den Motoren und/oder bei zeitweiligem Aussetzen eines oder mehrerer Zylinder durch Erhöhung der Dämpfung die Anlage ungefährdet in Betrieb gehalten werden kann.Another advantage of the arrangement according to the invention is that that by changing the supplied excitation current during of operation, the damping forces can be varied so that, for example, in the event of possible uneven ignition pressures in the engines and / or if one or more cylinders are temporarily interrupted by increasing the damping, the system is safe can be kept in operation.
Weiterhin kann die Regelung des Erregerstromes abhängig gemacht *■ werden von der Lage der verschiedenen Eigenkritischen der Gesamtanlage· Es kann, abhängig von der Drehzahl, der Erregerstrom so abgestimmt werden, daß er bei Annäherung an bestimmte systembedingte Eigenkritische vergrößert wird und nach Durchfahren der Eigenkritischen wieder verkleinert wird. Da bei überkritischem Lauf eine Dämpfung nur schädlich ist und Energie verzehrt, kann mit dieser Lösung auch zu einer günstigeren Leistungsbilanz der Gesamtanlage beigetragen werden·Furthermore, the regulation of the excitation current can be made dependent * ■ are dependent on the position of the various self-criticalities of the overall system · It can, depending on the speed, the excitation current be tuned so that it is increased when approaching certain system-related self-critical and after passing through the Self-critical is reduced again. As with supercritical If damping is only harmful and consumes energy, this solution can also lead to a more favorable power balance Total system to be contributed
- 3 309808/0023 - 3 309808/0023
Wird der Primärteil der Kupplung mit der Antriebswelle verbunden, so dient die Vorrichtung als hochelastische dämpfende Kupplung·If the primary part of the coupling is connected to the drive shaft, the device serves as a highly elastic damping device Coupling·
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Sekundärteil mit der Antriebswelle verbunden sein, während der Primärteil freibeweglich ist. Damit ist eine Anordnung zur Motordämpfung geschaffen worden und zwar beispielsweise zur Dämpfung der Kurbelwellenschwingungen·According to a further embodiment of the invention, the secondary part be connected to the drive shaft, while the primary part is freely movable. This is an arrangement for Engine damping was created, for example to dampen crankshaft vibrations
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Ankerring an seiner Außenseite Kühlrippen auf oder ist an seinem freien Ende als Ventilator ausgebildet. Die bei der Dämpfungsleistung im elektro-magnetisehen Teil entstehende Wärme, kann durch diese besondere Ausbildung des Ankerringes abgeführt werden·According to a further feature of the invention, the anchor ring has cooling ribs on its outside or is on its free side End designed as a fan. The heat generated during the damping in the electromagnetic part can pass through this special design of the anchor ring can be removed
Der Erregerstrom kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch eine Hohlbohrung in der Abtriebswelle dem Spulen-1 "rper zugeführt werden. Weiterhin kann der Erregerstrom aber _ jh induktiv oder über direkt am Spulenkörper angeordnete Schleifringe zuführbar sein· Als Erregerleistung wird vorzugsweise eine niedrige Spannung von 12-24 Volt angewandt, um einmal mögliche Isolierungsschwierigkeiten zu vermeiden und z.a. die Kupplung bordnetzunabhängig zu machen.Can Furthermore, the exciting current but _ jh inductively or via arranged directly on the bobbin slip rings fed to be · As exciting power of the exciting current can be fed body according to another embodiment of the invention by a hollow bore in the output shaft of the coil 1 '. Is preferably a low voltage of 12-24 volts are used to avoid possible insulation difficulties and to make the coupling independent of the on-board network.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It shows:
Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch eine schaltbare hochelastische Wellenkupplung mit dem elektromagnetischen Dämpfungsteil undFig. 1 is a partial section through a switchable, highly elastic Shaft coupling with the electromagnetic damping part and
Fig· 2 eine nicht schaltbare hochelastische Wellenkupplung mit Dämpfungsteil·2 with a non-switchable, highly elastic shaft coupling Damping part
Mit 1 und 4 ist der Primärteil der Kupplung bezeichnet, der mit der Antriebswelle verbunden ist. Der Sekundärteil, der mit der Abtriebswelle verbunden ist, weist einen starren Innenring (Primärring) 2, einen den Innenring konzentrisch umgebenden starrenWith 1 and 4, the primary part of the clutch is referred to, which is connected to the drive shaft. The abutment that connects to the Output shaft is connected, has a rigid inner ring (primary ring) 2, a rigid concentrically surrounding the inner ring
309808/Ö023 - z, -309808 / Ö023 - z, -
Außenring (Sekundärring) 4 und eine diese beiden Ringe verbindende z.B. gummi-ell astische Zwischenschicht 3 auf. Die schaltbare Kupplung ist in der Fig. 1 in geschaltetem Zustand dargestellt. Outer ring (secondary ring) 4 and a connecting these two rings e.g. rubber-ell astical intermediate layer 3. The switchable one The clutch is shown in the switched state in FIG. 1.
Bei nichtgeschalteter Kupplung wird als Primärteil nur der Teil 1 bezeichnet, da dann der Außenring 4 zum Sekundärteil gerechnet wird. Mit dem Innenring 2 ist ein Spulenring 6 verbunden. Dieser Spulenkörper 6 kann als Einpol- oder Einzelpolausführung aufgebaut sein. Diesem Spulenkörper 6 kann durch die Hohlbohrung 10 in der Abtriebswelle ein Erregerstrom zugeführt werden. Die Stromzuführung kann aber auch in jeder anderen Weise erfolgen, z.B. über direkt mit dem Spulenkörper verbundene Schleifringe oder berührungslos induktiv. Der Spulenkörper 6 wird unter Bildung eines Luftspaltes 8 von einem Ankerring 7 konzentrisch umgeben, der mit dem Außenring 4 verbunden ist.When the clutch is not engaged, only part 1 is referred to as the primary part, since the outer ring 4 then counts as the secondary part will. A coil ring 6 is connected to the inner ring 2. This bobbin 6 can be a single-pole or single-pole design be constructed. An excitation current can be fed to this coil body 6 through the hollow bore 10 in the output shaft. the However, power can also be supplied in any other way, e.g. via slip rings connected directly to the coil body or contactless inductive. The bobbin 6 is being formed of an air gap 8 concentrically surrounded by an armature ring 7 which is connected to the outer ring 4.
Bei der hier dargestellten Ausführung weist der Ankerring einen Ventilator 5 sowie Kühlrippen 9 zur Abführung der Wärme auf. Die Wärmeabführung kann aber auch lediglich über die Kühlrippen erfolgen. Die durch die elastische Zwischenschicht 3 aufgenommenen Schwingungen führen zu einer Relativbewegung zwischen Spulenkörper und Ankerring, Hierdurch wird in dem Ankerring 7 eine Spannung induziert, die abhängig ist von der Größe des Erregerstromes sowie von der Frequenz und Amplitude der überlagerten relativen Bewegung (Torsionsschwingung),In the embodiment shown here, the armature ring has a fan 5 and cooling ribs 9 for dissipating the heat. the However, heat can also only be dissipated via the cooling fins. The absorbed by the elastic intermediate layer 3 Vibrations lead to a relative movement between the coil body and armature ring, as a result of which a voltage is induced in armature ring 7, which voltage is dependent on the magnitude of the excitation current as well as the frequency and amplitude of the superimposed relative Movement (torsional vibration),
Durch die erfindungsgemässe Ausführung werden zwei, wesentliche Aufgaben in einem dieselmotor!sch angetriebenen fjchwiiigun/rriiystem auf einfache Art und Weise bewältigt« Uinraal bringt die im weiteren Bereich variable Drehfedorstoiligkeit des hochelastischen Teiles die gewünschte Schwingungsverladerung und z.a. wird durch dem elektromagnetischen Teil eine beliebig einstellbare Dämpfung des gesamten Systems erreicht.The design according to the invention results in two essential ones Tasks in a diesel engine! Sch driven fjchwiiigun / rriiystem easily handled «Uinraal brings the im further area variable torsion spring resistance of the highly elastic Part of the desired vibration transfer and z.a. is through the electromagnetic part an adjustable damping of the entire system.
Alle Vorteile, die sich aus der Anwendung einer elektrischen Kupplung, beispielsweise in Bezug auf die Aufnahme von Verlage-All the advantages that result from the use of an electrical coupling, for example in relation to the inclusion of publishing
* körper 309808/0023 _5_* body 309808/0023 _ 5 _
rungen in beliebiger Richtung ergeben, bleiben voll erhalten.ments in any direction are retained in full.
Durch diii konstruktive Trennung zwisehem elastischem Teil und Dämpfungsteil, ist es auch möglich, diesen Dämpfungsteil nachträglich an bereits vorhandene elastische Teile anzubauen,Due to the structural separation between the elastic part and Damping part, it is also possible to add this damping part later to be attached to existing elastic parts,
Die Ausführung gemäß Fig, 2 kann vorteilhaft auch als Motordämpfung verwendet werden, wobei sie Je nach Wahl der Federsteif igke it schwingung»verlagernd und dämpfend oder nur dämpfend wirkt. Auch hierbei wirkt sich die Regelbarkeit vorteilhaft aus.The embodiment according to FIG. 2 can advantageously also be used as a motor damping Depending on the choice of spring stiffness, they vibrate »shifting and damping or only damping works. The controllability also has an advantageous effect here.
Schließlich kann diese Ausführung auch als Systemdämpfimg Anwendung finden, wenn nämlich der Dämpfungsteil an irgend einem freien Wellenende eines Systems z.B. der Zwischenwelle eines Getriebes angeordnet wird.Finally, this version can also be used as a system damping application find, namely if the damping part is at some free shaft end of a system, e.g. the intermediate shaft a transmission is arranged.
Mit der aufgezeigten Lösung sind beide Voraussetzungen für eine exakte Berechnung der Drehschwingungslage gegeben, da die Drehsteif igkeit linear und die elektro-magnetische Dämpfung geschwindigkeitsproportional ist. Die Frequenzabhängigkeit des elektromagnetischen Teils kann bei der Konstruktion ohne weite res berücksichtigt werden, ohne daß dadurch zusätzliche Gleichungen für die Umformung in geschwindigkeitsproportionale Dämpfung aufgestellt werden müssen. With the solution shown, both prerequisites for an exact calculation of the torsional vibration position are given, since the torsional stiffness is linear and the electromagnetic damping is proportional to the speed. The frequency dependency of the electromagnetic part can be taken into account in the design without any further without the need to set up additional equations for the transformation into speed-proportional damping.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |